DE10338663A1 - Engine system has controlled actuators to adjust valve cam to vary the valve stroke and timing - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Steuereinheit einer Stellglieder aufweisenden Vorrichtung zum Verstellen des Hubes und/oder der Öffnungszeiten der Gaswechselventile einer Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The The invention relates to a control unit of an actuator having Device for adjusting the stroke and / or the opening times the gas exchange valves of an internal combustion engine according to the preamble of claim 1
Brennkraftmaschinen weisen in der Regel zur Steuerung oder Regelung von Stellgliedern ein zentrales Motorsteuergerät auf. Derartige Stellglieder sind beispielsweise Injektoren zur Kraftstoffeinspritzung oder die Zündkerzen eines Zündsystems. Das zentrale Motorsteuergerät bestimmt dabei in Abhängigkeit motorverfügbarer, mittels Sensoren erfasster Kennwerte, beispielsweise der Kurbelwellendrehzahl oder der Fahrpedalstellung, die erforderlichen Werte zum Betrieb der Stellglieder. Dazu ist das Motorsteuergerät mit der Stromversorgung der Brennkraftmaschine angeschlossen. Zudem ist das Motorsteuergerät vorteilhaft über einen Datenbus mit den Stellgliedern und den Sensoren verbunden.Internal combustion engines generally have to control or regulate actuators a central engine control unit on. Such actuators are, for example, injectors for fuel injection or the spark plugs an ignition system. The central engine control unit determines depending on motor available, by means of sensors detected characteristic values, for example the crankshaft speed or the accelerator pedal position, the required values to operate the Actuators. For this purpose, the engine control unit with the power supply of Internal combustion engine connected. In addition, the engine control unit is advantageous over a Data bus connected to the actuators and the sensors.
Weist der durch das Motorsteuergerät gesteuerte oder geregelte Aktor eine sicherheitsrelevante Funktion auf, wird die Funktionstüchtigkeit des Aktors mittels einer Diagnosefunktion durch das Motorsteuergerät überwacht.has by the engine control unit controlled or regulated actuator a safety-related function on, is the functionality of the actuator monitored by a diagnostic function by the engine control unit.
Der Betrieb eines zentralen Motorsteuergerätes weist dabei den Nachteil auf, dass bei einer große Anzahl von zu steuernden oder zu regelnden Stellgliedern das zentrale Motorsteuergerät eine einen beträchtlichen Bauraum erfordernde Größe aufweist. Zudem ist an dem Gehäuse des zentralen Motorsteuergerätes eine Vielzahl von Anschlüssen und Schnittstellen erforderlich. Erzeugt das zentrales Motorsteuergerät durch benötigte Prozessoren und Leistungsschaltelemente viel Wärme, wird eine aufwendige aktive Kühlung notwendig.Of the Operation of a central engine control unit has the disadvantage on that at a big one Number of controlled or to be controlled actuators the central Engine control unit a considerable one Has space requiring size. In addition, on the housing of the central engine control unit a variety of connections and interfaces required. Generates the central engine control unit needed Processors and power switching elements a lot of heat, becomes a consuming active cooling necessary.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Steuereinheit einer Stellglieder aufweisenden Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff es Patentanspruchs 1 anzugeben, durch die das zentrale Motorsteuergerät nicht wesentlich belastet ist, und die einen zuverlässigen Betrieb der Stellglieder der Vorrichtung gewährleistet.Of the Invention is based on a control unit of an actuator having device according to the preamble claim 1, by which the central engine control unit does not specify is significantly burdened, and the reliable operation of the actuators ensured the device.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale in den Kennzeichen des Patentanspruchs 1 gelöst, wonach die Steuereinheit direkt bei den Stellgliedern angeordnet ist. Die Steuereinheit ist dabei außerhalb eines zentralen Motorsteuergerätes in einem separaten Gehäuse angeordnet.These The object is achieved by the Characteristics solved in the characteristics of claim 1, according to which the control unit is arranged directly at the actuators. The Control unit is outside a central engine control unit in a separate housing arranged.
In der Steuereinheit sind eine Ansteuereinheit und/oder eine Diagnoseeinheit und/oder eine Stromversorgungseinheit zusammengefasst. Zum Schalten der Stellglieder ist die Steuereinheit elektronisch mit den Stellgliedern verbunden, wobei nur kurz elektronische Verbindungen benötigt werden. Zudem ist die Steuereinheit mit einem zentralen Motorsteuergerät der Brennkraftmaschine und mit einer Spannungsversorgung elektronisch verbunden.In the control unit are a drive unit and / or a diagnostic unit and / or a power supply unit combined. For switching Of the actuators, the control unit is electronic with the actuators connected, with only a short electronic connections are needed. In addition, the control unit with a central engine control unit of the internal combustion engine and electronically connected to a power supply.
Die Brennkraftmaschine weist dabei mindestens eine Nockenwelle auf. Als Vorrichtung zum Verstellen des Hubes und/oder der Öffnungszeiten der Gaswechselventile sind auf der mindestens einen Nockenwelle axial verschiebbare Nockenpakete angeordnet. An den Nockenpaketen ist mindestens ein Schneckentrieb ausgebildet, in den die Stellglieder bei einer Ansteuerung durch die Steuereinheit zum Verschieben der Nockenpakete greifen.The Internal combustion engine has at least one camshaft. As a device for adjusting the stroke and / or the opening times the gas exchange valves are on the at least one camshaft arranged axially displaceable cam packages. At the cam packages At least one worm gear is formed, in which the actuators at a control by the control unit for moving the cam packages to grab.
Die Brennkraftmaschine weist einen Schmiermittelkreislauf auf, mit dem die Stellglieder verbunden sind. Die Temperatur des Schmiermittels ermittelt die Steuereinheit dabei aus Schaltreaktionen der Stellglieder.The Internal combustion engine has a lubricant circuit, with the the actuators are connected. The temperature of the lubricant is determined the control unit thereby switching reactions of the actuators.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass an den Stellgliedern Temperatursensoren angeordnet sind, wobei die Temperatursensoren mit der Steuereinheit verbunden sind.In an advantageous embodiment of the invention is provided that temperature sensors are arranged on the actuators, wherein the temperature sensors are connected to the control unit.
In einer weiteren Weiterbildung ist vorgehen, dass die Brennkraftmaschine in einem eine Wegfahrsperre aufweisenden Kraftfahrzeug angeordnet ist. Ist die Wegfahrsperre des Kraftfahrzeugs aktiviert, werden durch das zentrale Motorsteuergerät die Steuereinheit und damit die Stellglieder gesperrt.In Another development is to proceed, that the internal combustion engine arranged in an immobilizer having a motor vehicle is. If the immobilizer of the motor vehicle is activated by the central engine control unit, the control unit and thus locked the actuators.
In einer nächsten vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Steuereinheit über einen Datenbus mit dem zentralen Motorsteuergerät verbunden ist.In one next advantageous development of the invention is provided that the Control unit over a data bus is connected to the central engine control unit.
Zudem ist in einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass die Ansteuereinheit aus einer Ansteuerlogik und einer Treibereinheit zusammen gesetzt ist.moreover is provided in an advantageous embodiment of the invention, in that the drive unit consists of a drive logic and a driver unit put together.
In einer letzten vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Stellglieder als elektromagnetische Ventile ausgebildet sind.In a last advantageous development of the invention is provided that the actuators are designed as electromagnetic valves are.
Durch die erfindungsgemäß ausgebildete Steuereinheit können die Stellglieder zuverlässig Angesteuert werden, wobei das zentrale Motorsteuergerät durch die Stellglieder nicht belastet ist.By the control unit designed according to the invention can the actuators reliable To be controlled, the central engine control unit by the actuators is not loaded.
Im folgenden ist die erfindungsgemäße Steuereinheit anhand von einem Ausführungsbeispiel im Zusammenhang mit zwei Figuren dargestellt und erläutert.In the following, the control unit according to the invention is illustrated by means of an embodiment in connection with two figures and he purifies.
Es zeigen:It demonstrate:
Eine sechszylindrige Brennkraftmaschine mit zwei obenliegenden Nockenwellen zum Antrieb eines Kraftfahrzeuges ist mit einer Vorrichtung zum Verstellen des Hubes und der Öffnungszeiten der einlassseitigen Gaswechselventile ausgestattet.A six-cylinder internal combustion engine with two overhead camshafts to drive a motor vehicle is equipped with a device for adjusting the stroke and the opening times the inlet-side gas exchange valves equipped.
Die Vorrichtung besteht aus sechs Nockenpakten, die drehfest und axial verschiebbar auf der die einlassseitigen Gaswechselventile betätigenden Nockenwelle angeordnet sind. Dabei ist jedes Nockenpaket genau einem Zylinder zugeordnet, wobei jeder Zylinder der Brennkraftmaschine einlassseitig zwei Gaswechselventile aufweist. Entsprechend sind auf dem Nockenstück zwei Nocken ausgebildet, wobei jeder Nocken ein einlassseitiges Gaswechselventil betätigt.The Device consists of six cam pacts, the non-rotatable and axial slidable on the inlet side gas exchange valves actuated camshaft are arranged. Each cam package is exactly one cylinder assigned, each cylinder of the engine inlet two Has gas exchange valves. Accordingly, two are on the cam piece Cam formed, each cam an inlet-side gas exchange valve actuated.
Zum Erzeugen unterschiedlicher Ventilhübe weist jeder der zwei Nocken eines Nockenpaketes zwei sich unterscheidende Hubprofile auf, durch welche ein Gaswechselventil beim Betrieb der Brennkraftmaschine unterschiedlich tief in den Brennraum eines Zylinders der Brennkraftmaschine verschoben wird. Zudem sind die zwei Hubprofile eines Nockens so ausgeformt, dass eine Phasenverschiebung bei der Betätigung des jeweiligen Gaswechselventils erfolgt, wodurch unterschiedliche Öffnungszeiten der Gaswechselventile bewirkt werden.To the Generating different valve strokes has each of the two cams a cam package on two different Hubprofile on, through which a gas exchange valve during operation of the internal combustion engine different deep into the combustion chamber of a cylinder of the internal combustion engine is moved. In addition, the two Hubprofile a cam are so formed that a phase shift in the operation of the respective gas exchange valve, whereby different opening times the gas exchange valves are effected.
Zum axialen Verschieben ist an beiden Seiten der Nockenstücke jeweils ein Schneckentrieb ausgebildet, in dem eine Kurvenbahn als Vertiefung ausgebildet ist. Die Kurvenbahnen der zwei Schneckentriebe eines Nockenstückes sind dabei zueinander spiegelbildlich ausgebildet, wodurch das axiale Verschieben des Nockenstückes in beide Richtung bewirkt wird.To the axial displacement is on both sides of the cam pieces respectively a worm gear formed in which a curved path formed as a recess is. The cam tracks of the two worm gears of a cam piece are thereby mirror images of each other, whereby the axial displacement of the cam piece is effected in both directions.
Die axiale Verschiebung der Nockenstücke erfolgt durch radial zur Nockenwelle angeordnete Stellglieder, die als elektromagnetische Ventile ausgebildet sind, und die jeweils aus einem Betätigungsstift und aus zwei Elektromagneten bestehen. Die Stellglieder sind fest mit dem Zylinderkopf der Brennkraftmaschine verbunden. Durch die Elektromagneten kann der Betätigungsstift ausgefahren und zurückgezogen werden. Im ausgefahrenen Zustand greift der Betätigungsstift in die die Kurvenbahn bildende Vertiefung eines Schneckentriebes, wobei das Nockenstück durch die Drehung der Nockenwelle axial verschoben wird.The axial displacement of the cam pieces takes place by radially to the camshaft arranged actuators, which are electromagnetic Valves are formed, and each of an actuating pin and consist of two electromagnets. The actuators are fixed connected to the cylinder head of the internal combustion engine. By the Electromagnet can be the actuating pin extended and withdrawn become. In the extended state, the actuating pin engages in the curved path forming recess of a worm drive, wherein the cam piece through the rotation of the camshaft is displaced axially.
Die
Die
Stellglieder
Die
Steuereinheit
Das
zentrale Motorsteuergerät
Die
Ansteuereinheit
Die
Diagnoseeinheit
Die
Stromversorgungseinheit
Die
Stellglieder
Die
als elektromagnetische Ventile ausgebildeten Stellglieder
Das Kraftfahrzeug weist eine elektronische Wegfahrsperre auf, die bei nicht erfolgter Prüfung der Nutzungsberechtigung wesentliche Funktionen des Kraftfahrzeugs sperrt. Dabei werden auch Stellglieder durch die Steuereinheit deaktiviert, solange keine positive Prüfung der Nutzungsberechtigung erfolgt ist.The Motor vehicle has an electronic immobilizer, which at failed examination the use authorization essential functions of the motor vehicle locks. Actuators are also deactivated by the control unit, as long as no positive test the right of use has occurred.
Durch die derartig ausgebildete Steuereinheit der Stellglieder aufweisenden Vorrichtung zum Verstellen des Hubes und der Öffnungszeiten der Gaswechselventile der Brennkraftmaschine werden die Stellglieder zuverlässig Angesteuert, wobei das zentrale Motorsteuergerät durch die Steuerung und Regelung der Stellglieder nicht belastet ist.By having the thus formed control unit of the actuators Device for adjusting the stroke and the opening times of the gas exchange valves the internal combustion engine, the actuators are reliably controlled, the central engine control unit through the control and regulation the actuators is not loaded.
Claims (8)
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DE2003138663 DE10338663B4 (en) | 2003-08-22 | 2003-08-22 | Control unit of an actuator having device |
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DE10338663B4 DE10338663B4 (en) | 2009-01-02 |
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- 2003-08-22 DE DE2003138663 patent/DE10338663B4/en not_active Expired - Lifetime
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DE10338663B4 (en) | 2009-01-02 |
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